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意识能解释量子力学吗?

本站发布时间:2023-11-16 15:36:53

一种观点是,意识;意识到我们自己以及我们对周围环境的影响 —在测量中起着关键作用,正是我们对宇宙的体验将它从单纯的想象转变为真正的真实 

但如果是这样的话,那么人类意识有可能解释量子力学的一些怪异之处吗

量子测量

量子力学是控制组成宇宙的亚原子粒子动物园的规则。量子力学告诉我们生活在一个基本的不确定性世界。换句话说,至少当涉及到微小粒子的世界时;无论科学家们在实验设计上多么聪明,或者他们多么完美地了解实验的初始条件,都不可能确定地预测任何实验的结果。知道作用在质子上的力吗?没有固定的地点,几秒钟后肯定会发生;只有一组可能在哪里的概率。

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谢天谢地,这种不确定性只在亚原子世界中出现;在宏观世界中,一切都是根据确定性物理定律运行的(不,我们不确定为什么会发生分裂,但这是另一天的问题)

当物理学家在量子系统上进行实验(例如,试图测量原子中电子的能级)时,他们永远不确定会得到什么答案。相反,量子力学方程预测了这些能级的概率。然而,一旦科学家们真正进行了实验,他们就会得到其中一个结果,突然之间,宇宙又变得具有确定性;例如,一旦科学家知道了电子的能级,他们就确切地知道了它将要做什么,因为它的“波函数”崩溃了,粒子选择了某个能级

从不确定性到决定论的转变完全是奇怪的,物理学中没有其他理论能以同样的方式运作。是什么让测量行为如此特殊?宇宙中一直存在着无数的量子相互作用。那么,即使没有人看,这些互动也会经历同样的翻转吗

意识的作用

量子力学的标准解释,即哥本哈根解释,说忽略所有这些,只关注结果。在这种观点中,亚原子世界从根本上来说是不可理解的,人们不应该试图对正在发生的事情进行连贯的描述。相反,科学家们应该认为自己很幸运,至少他们可以使用量子力学方程进行预测

但对许多人来说,这并不令人满意。测量过程中似乎有一些令人难以置信的特殊之处,只出现在量子理论中。当你将测量与任何其他互动进行比较时,这种特殊性会变得更加引人注目

例如,在遥远的气体云中,在浩瀚的星际空间深处,周围没有人;没有人在看。如果在气体云中,两个原子相互碰撞,这就是量子相互作用,所以量子力学的规则应该适用。但没有“衡量”,也没有结果;这只是每天发生的数万亿次随机交互中的一次,人类没有注意到。因此,量子力学的规则告诉我们,相互作用仍然是不确定的 

但如果这两个原子在实验室里碰撞在一起,科学家可以测量并记录发生了什么。因为测量发生了,量子力学的同样规则告诉我们,不确定性转变为确定性;这使我能够写下一个具体的结果

这两种情况有什么不同?两者都涉及亚原子粒子与其他亚原子粒子的相互作用。测量过程的每一步都涉及到某种程度上的亚原子粒子,因此不应该逃避通常的量子规则,即结果应该是不确定的

一些理论家,如量子物理学家尤金·维格纳,指出这两种情况之间的唯一区别是,一种情况涉及有意识的、有思维的观察者,而另一种情况则没有。因此,量子力学中所谓的“崩溃”(从不确定概率到具体结果的转变)依赖于意识

宇宙之梦

因为意识对人类来说非常重要,我们倾向于认为它有一些特别之处。毕竟,动物是宇宙中唯一已知的有意识的实体。解释量子力学规则的一种方法是遵循上述逻辑到其极端:我们所说的测量实际上是有意识的主体对一系列平凡的亚原子相互作用的干预

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